2025年大學大二（機械設(shè)計基礎(chǔ)）機構(gòu)設(shè)計綜合測試題及答案

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題3分)1.平面機構(gòu)中，兩構(gòu)件通過點、線接觸而構(gòu)成的運動副稱為（）A.低副B.高副C.移動副D.轉(zhuǎn)動副2.機構(gòu)具有確定運動的條件是（）A.機構(gòu)的自由度大于零B.機構(gòu)的自由度等于原動件數(shù)C.機構(gòu)的自由度大于原動件數(shù)D.機構(gòu)的自由度小于原動件數(shù)3.凸輪機構(gòu)中，凸輪與從動件間的運動副是（）A.轉(zhuǎn)動副B.移動副C.高副D.低副4.漸開線齒輪的齒廓曲線形狀取決于（）A.分度圓B.齒頂圓C.齒根圓D.基圓5.一對漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動，已知傳動比i=3，主動輪轉(zhuǎn)速n1=1500r/min，中心距a=200mm，模數(shù)m=5mm，則從動輪轉(zhuǎn)速n2和齒數(shù)z1、z2分別為（）A.n2=500r/min，z1=20，z2=60B.n2=500r/min，z1=30，z2=90C.n2=4500r/min，z1=20，z2=60D.n2=4500r/min，z1=30，z2=906.帶傳動中，帶的彈性滑動發(fā)生在（）A.全部接觸弧上B.帶離開主動輪的接觸弧上C.帶離開從動輪的接觸弧上D.帶與兩輪接觸弧所包圍的中心區(qū)域7.鏈傳動中，鏈節(jié)數(shù)宜采用（）A.奇數(shù)B.偶數(shù)C.質(zhì)數(shù)D.無所謂8.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應考慮的主要因素不包括（）A.軸上零件的定位和固定B.軸的加工工藝性C.軸的材料選擇D.軸的受力情況9.普通平鍵連接的主要失效形式是（）A.鍵被剪斷B.工作面被壓潰C.鍵和輪轂槽側(cè)面的磨損D.鍵被彎曲10.滾動軸承的基本額定壽命是指（）A.在額定動載荷作用下，軸承所能達到的壽命B.在額定靜載荷作用下，軸承所能達到的壽命C.一批同型號軸承在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中90%的軸承所能達到的壽命D.一批同型號軸承在相同條件下運轉(zhuǎn)，其中50%的軸承所能達到的壽命第II卷（非選擇題共70分）11.簡答題（每題10分，共20分）答題要求：簡要回答問題。(1)簡述機構(gòu)自由度的計算方法。(2)簡述漸開線齒輪傳動的特點。12.分析題（每題15分，共30分）答題要求：根據(jù)題目所給條件進行分析解答。(1)分析凸輪機構(gòu)中，凸輪輪廓曲線的設(shè)計步驟。(2)分析帶傳動中，帶的張緊力過大或過小會產(chǎn)生什么后果。13.計算題（每題10分，共20分）答題要求：寫出詳細的計算過程和答案。(1)已知一對外嚙合標準直齒圓柱齒輪，模數(shù)m=4mm，齒數(shù)z1=20，z2=40，求兩齒輪的分度圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓直徑以及中心距。(2)已知一圓柱螺旋壓縮彈簧，外徑D=50mm，彈簧絲直徑d=5mm，彈簧中徑D2=45mm，節(jié)距t=8mm，有效圈數(shù)n=10，材料為65Mn，求彈簧的剛度和強度。14.材料分析題（10分）答題要求：閱讀材料，回答問題。材料：某機械傳動系統(tǒng)中，采用了一對漸開線標準直齒圓柱齒輪傳動。在運行過程中，發(fā)現(xiàn)齒輪磨損嚴重，噪聲較大。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)兩齒輪的中心距略大于設(shè)計值，且齒側(cè)間隙較大。問題：分析齒輪磨損嚴重和噪聲較大的原因，并提出改進措施。15.設(shè)計題（10分）答題要求：根據(jù)題目要求進行設(shè)計。設(shè)計一個單級圓柱齒輪減速器，已知電動機功率P=5kW，轉(zhuǎn)速n1=1450r/min，傳動比i=3，工作機轉(zhuǎn)速n2=480r/min，單向運轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)。要求確定齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、分度圓直徑、齒寬等參數(shù)，并畫出減速器的裝配圖。答案：1.B2.B3.C4.D5.A6.C7.B8.C9.B10.C11.(1)機構(gòu)自由度的計算方法：首先確定活動構(gòu)件數(shù)n，然后計算低副數(shù)PL和高副數(shù)PH，最后根據(jù)公式F=3n-2PL-PH計算自由度。(2)漸開線齒輪傳動的特點：傳動比恒定；中心距具有可分性；齒廓之間為線接觸，承載能力高；傳動效率高；制造和安裝精度要求較高。12.(1)凸輪輪廓曲線的設(shè)計步驟：確定凸輪機構(gòu)的類型、從動件的運動規(guī)律；確定凸輪的基圓半徑；根據(jù)從動件的運動規(guī)律計算凸輪輪廓曲線上各點的坐標。(2)帶的張緊力過大，會使帶的磨損加劇，降低帶的使用壽命，增加軸和軸承的受力；帶的張緊力過小，會導致帶在帶輪上打滑，使傳動效率降低，無法正常工作。13.(1)分度圓直徑：d1=mz1=4×20=80mm，d2=mz2=4×40=160mm；齒頂圓直徑：da1=d1+2ha=80+2×4=88mm，da2=d2+2ha=160+2×4=168mm；齒根圓直徑：df1=d1-2hf=80-2×4.5=71mm，df2=d2-2hf=160-2×4.5=151mm；中心距：a=(d1+d2)/2=(80+160)/2=120mm。(2)彈簧剛度：k=Gd4/(8nD23)，其中G為剪切彈性模量，65Mn的G=80000MPa，代入計算得k=80000×54/(8×10×453)≈N/mm；彈簧強度：τ=8PD2/(πd3)，代入計算得τ≈MPa，滿足強度要求。14.原因：中心距略大于設(shè)計值，使齒側(cè)間隙增大，導致齒輪在傳動過程中產(chǎn)生沖擊和振